2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ .............................................................................. 6
1.1. Основные понятия и виды компьютерных сетей .................................. 6
1.2. Классификация сетевого оборудования для проектирования сетей . 12
1.3. Обзор программного обеспечения для компьютерных сетей ............ 18
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ ООО «ЭВЕРЕСТ» ........... 26
2.1. Общая характеристика деятельности предприятия ............................. 26
2.2. Анализ архитектуры компьютерной сети предприятия и выявление
необходимости создания сети с филиалами ................................................ 32
2.3. Разработка технического задания на проектирование сети с
филиалами для предприятия ......................................................................... 38
ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОРПОРАТИВНОЙ СЕТИ ООО
«ЭВЕРЕСТ» ....................................................................................................... 45
3.1. Разработка физической структуры корпоративной сети .................... 45
3.2. Разработка архитектуры программного обеспечения ......................... 51
3.3. Оценка капитальных затрат и эффекта ................................................. 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................. 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ......................................... 69
3
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность выбранной темы исследования заключается в том, что
в условиях развития информационных технологий и систем все больше
возрастает потребность в использовании компьютерных вычислительных
сетей, представленных в виде единой среды для обмена данными и
организации совместной работы различных групп пользователей.
Современная компьютерная сеть представляет собой систему, в
которой производится прием и передача разнородных данных, при этом
скорость передачи данных, качество и безопасность зависят от
установленного в ней сетевого оборудования, персональных компьютеров
и серверов.
Процессы проектирования компьютерных сетей предусматривают не
только выбор пассивного и активного сетевого оборудования, аппаратного
обеспечения для организации работы компьютерной сети, но и
программного обеспечения, среди которого первоочередная роль
отводится выбору сетевой операционной системы, от возможностей
которой зависят процессы управления ресурсами компьютерной сети,
обеспечения безопасности и производительности.
Следовательно, вопросы проектирования сетей обосновывают выбор
темы выпускной квалификационной работы.
Объектом исследования является проектирование компьютерных
сетей. Предметом исследования является компьютерная сеть ООО
«Эверест».
Цель работы: выполнить проектирование сети ООО «Эверест» с
одним и более филиалами».
Задачи работы:
- рассмотреть основные понятия и виды компьютерных сетей;
4
- привести классификацию сетевого оборудования для
проектирования сетей;
- выполнить обзор программного обеспечения для компьютерных
сетей;
- проанализировать компьютерную сеть ООО «Эверест»;
- спроектировать корпоративную сеть ООО «Эверест».
Практической значимостью работы является то, что предложенная
компьютерная сеть с филиалами ООО «Эверест» позволит ускорить
процессы обмена данными внутри предприятия, повысить степень
автоматизации и качество использования информационных технологий.
Вопросам проектирования компьютерных сетей достаточно много
внимания уделяли различные отечественные и зарубежные специалисты,
среди которых следует выделить работы Баскакова И. В. [1], Буцыка С. В.
[2], Васина Н. Н. [3], Величко В. В. [4], Гагариной Л. В. [5] и других.
Выпускная квалификационная работа представлена в трех главах:
теоретической, аналитической и проектной.
В первой части работы планируется рассмотреть основные понятия и
виды компьютерных сетей, привести классификацию сетевого
оборудования для проектирования сетей, выполнить обзор программного
обеспечения для компьютерных сетей.
Во второй части работы будет рассмотрена общая характеристика
деятельности предприятия, проанализирована архитектура компьютерной
сети предприятия и выявлена необходимость создания сети с филиалами, а
также разработано техническое задание на проектирование сети с
филиалами для предприятия.
В третьей части работы будет разработана физическая структура
корпоративной сети, предложена архитектура программного обеспечения
и выполнена оценка капитальных затрат и оценен эффект.
5
Выпускная квалификационная работа представлена на 73 страницах,
из которых 23 рисунка, 15 таблиц и 40 источников использованной
литературы.
6
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ
1.1. Основные понятия и виды компьютерных сетей
Сеть передачи данных представляет собой выделенную или
наложенную систему телекоммуникаций, в которой через узлы
коммутации или маршрутизации производится обмен различным
различной информацией, которая представлена в цифровом виде в виде
последовательного набора фрагментов.
Компьютерная сеть – это система обмена распределенными
данными, включающая сетевое оборудование и территориально
разнесенные персональные компьютеры, взаимодействующие между собой
с помощью каналов передачи данных [5, c.93].
Близким к понятию компьютерная сеть является понятие сеть
доступа, представленная в виде набора программных и технических
средств, позволяющих получить доступ к различным информационным
ресурсам.
Узел коммутации относится к элементам компьютерной сети и
позволяет производить перераспределение потоков данных по различным
направлениям. При этом учитываются технические параметры сетевого
оборудования.
Протокол является набором правил для выполнения
коммутационных функций в компьютерной сети, а стек протоколов
относят к набору протоколов, которые при совместной работе позволяют
выполнять обмен различными данными. Пакет или элемент данных
протокола включает в себя служебную и ценную информацию.
В компьютерной сети также выделяют такое понятие как хост,
представляющий собой компьютер, выполняющий сетевые функции и
выступающей конечной точкой сети [12, c.60].
7
Топология сети представляет собой способы и правила организации
логических и физических связей в компьютерной сети.
Базовыми топологиями компьютерной сети являются топологии
«шина», «кольцо» и «звезда».
Топология «шина» не предусматривает выделение ведущего узла в
сети. В этом случае все персональные компьютеры равноправны между
собой [5, c.93].
В настоящее время топология «шина» не применяется для
проектирования компьютерных сетей, поскольку не позволяет получить
высокую скорость передачи и передаче данных возникают коллизии.
Топология «звезда» является одной из наиболее распространенных
топологий, которые применяются для проектирования компьютерных
сетей. Различают активную и пассивную звезду.
Схема организации компьютерной сети по топологии «звезда»
приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема организации компьютерной сети по топологии
«звезда»
8
Топология «пассивная звезда» основана на использовании
многопортового повторителя или концентратора, который любой пакет,
поступающий на его порт, ретранслируют на другие порты. Топология
«активная звезда» предусматривает использование коммутатора
выполняющего функции адресного соединения и разрешения передачу
данных [18, c.140].
В топологии «кольцо», как правило, применяется два кабеля приема
и передачи данных. В этой сети все узлы равноправны и имеют свойства
регенератора, что создает возможности создания протяженной сети. В
настоящее время топология «кольцо» также применяется достаточно
редко, поскольку она не позволяет получить высокую скорость передачи
данных.
При объединении компьютеров в сети возникают задачи их
идентификации. Для этого используется система адресации,
представленная:
- аппаратными адресами, представленные в виде уникальных
цифровых адресов сетевых карт, которые задаются их производителями.
Эти адреса функционируют на канальном уровне и могут применяться не в
больших локальных сетях. В больших сетях адресация не применяется,
поскольку таблицы этих адресов достаточно сложны для
администрирования;
- числовые сетевые адреса, они относятся к уникальным цифровым
адресам, которые присваиваются сетевым картам.
Для организации взаимодействия персональных компьютеров между
собой используются каналы передачи данных. Пример организации канала
передачи данных приведен на рисунке 2.
9
Рисунок 2 – Пример организации канала передачи данных
В состав канала передачи данных входят [1, c.22]:
- сетевое оборудование (маршрутизаторы, коммутаторы) и
персональные компьютеры;
- оборудование для передачи данных, позволяющее связать
персональные компьютеры или локальные вычислительные сети с
помощью линий связи. К такому оборудованию относят сетевые карты
компьютера, модем. Они позволяют организовать взаимодействие на
физическом уровне;
- линии связи, которые используются для передачи сигналов по
каналам. Физической средой для линий связи выступают коаксиальный
кабель, кабель «витая пара», волоконно-оптический кабель или
радиолинии;
- между хостами в канале передачи данных функционирует узлы
связи, коммутаторы и маршрутизаторы. Их функцией является
организация канала передачи на сетевом уровне и пропускание пакетов в
нем.
К основным понятиям компьютерной сети также относят логическое
и физическое кодирование. Физическое кодирование предусматривает
выполнение операций по синхронизации, минимизации ширины спектра.
При физическом кодировании применяются потенциальные и импульсные
коды [21, c.35].
10
Логическое кодирование позволяет улучшить характеристики
линейных кодов, обнаружить и исправить ошибки, шифровать данные. В
случае логического кодирования используется последовательность нулей и
единиц, которая затем заменяется специальными кодовыми
последовательностями.
Если в компьютерной сети установлено несколько рабочих станций
на небольшом расстоянии, то такую сеть называют однородной [40].
При увеличении количества рабочих станций и расстояния между
ними между ними в компьютерной сети наблюдается снижение скорости
передачи данных и может возникнуть затухание сигналов. Для того чтобы
устранить эти недостатки компьютерная сеть разделяется на однородные
отдельные сегменты, между которыми устанавливается активное
оборудование, регенерирующее сигнал, для того чтобы его усилить и
восстановить форму, а также ограничить трафик. Этот процесс получил
название структуризации сети, при которой все сегменты сети
осуществляют свою работу в одном стеке протоколов [10, c.23].
В качестве активного оборудования разделяющего сегменты сети
применяются коммутаторы, хабы и маршрутизаторы. Пример
структурированной сети приведен на рисунке 3.
Рисунок 3 – Пример структурированной компьютерной сети
11
Как видно из рисунка 3, порт каждого хаба выполняет ретрансляцию
поступающих пакетов на выходы остальных портов. Поэтому в конечном
итоге на всех портах появляется один и тот же пакет. Этим же способом
решаются проблемы компенсации искажений и затухания сигналов.
Можно сказать, что с помощью хабов формируется физическая
структуризация сети, но не обеспечивается логическая структуризация,
поскольку информационные потоки в этом случае не упорядочиваются [31,
c.42].
Для исключения этого недостатка структурированная сеть
организовываются на коммутаторах, представленных в виде
многопортовых устройств, позволяющих выполнять анализ аппаратных
адресов и за счет внутренних переключений выполнять перенаправление
пакетов на один из выходных портов. На все другие пакеты информация не
передается организация.
В настоящее время наиболее часто используют структурированные
сети на маршрутизаторах, пример организации, которой приведен на
рисунке 4.
Рисунок 4 – Пример организации структурированной сети на
маршрутизаторах
Как видно из рисунка 4, в этом случае маршрутизатор, как и
коммутатор производит селектирование пакетов, но без использования
аппаратных адресов, а с использованием сетевых адресов получателя.